Cuplarea fabricii și a clădirii: un manager energetic central creează efecte de sinergie sustenabilă Sistemul de management al clădirii Emalytics Automation armonizează formatele de date și interconectează sectoarele în mod inteligent.

Rezumat

Prin interconectarea sectoarelor automatizarea fabricii și tehnologia pentru clădiri, este posibil să se realizeze o reglare energetică preliminară a producției. Datele servesc drept bază pentru o automatizare și o interconectare cuprinzătoare. Digitalizarea este necesară pentru ca toate sectoarele să vorbească aceeași limbă. Interfețele de date și formatele de date armonizate permit o comunicare standardizată între tehnologia clasică pentru clădiri și utilajele de producție. Aceasta este singura modalitate de a identifica interacțiunile în vederea optimizării întregului organism în etapele ulterioare.

Emalytics Automation preia acest rol la Phoenix Contact. Dezvoltată ca un sistem de management al clădirii, această soluție poate fi utilizată pentru a îmbunătăți eficiența energetică a unor locații întregi de producție. Cu scopul de a face ca datele din toate segmentele să fie utilizabile pentru Emalytics, sistemul de management le aduce într-un format standardizat și le stochează în cloud-ul Phoenix Contact.

Optimizarea energetică a unor locații întregi

Generarea, distribuția și consumul de energie: această triadă a unui sistem de energie interconectat unitar furnizează energie exact acolo unde este nevoie de ea și la momentul potrivit. Acest lucru necesită o interconectare inteligentă a sectoarelor bazată pe energie electrică din surse regenerabile. Un astfel de concept stă la baza viziunii All Electric Society. Abordarea unitară a electrificării, interconectării și automatizării sectorului energetic, industrial, infrastructurii și mobilității funcționează nu numai la scară largă, ci și la scară mai mică, la nivelul fabricilor. Cu componente și sisteme pentru inginerie electrică, electronică și automatizare, Phoenix Contact oferă soluții care creează efecte de sinergie sustenabilă între producție și automatizarea clădirilor. Aceasta din urmă are potențialul de a prelua în viitor rolul unui manager centralizat al energiei. Pentru ilustrare: dacă, de exemplu, este programată o comandă mare, managementul clădirii încarcă bateriile de stocare interne, astfel încât acestea să fie capabile să atenueze ulterior vârfurile de sarcină preconizate în producție. Pentru acest lucru este necesar să se știe câtă energie este utilizată pe unitate de producție.

Decuplarea temporală a cererii și ofertei de energie prin intermediul acumulatorului

Dacă distribuția și stocarea energiei autogenerate este una dintre ideile de bază ale interconectării sectoarelor, amortizarea timpurie a energiei generate în mod convențional de către companiile de furnizare a energiei este o strategie de rezervă evidentă. Achiziționarea selectivă de energie electrică ieftină, cuplarea proprietăților la acumulatori și un management eficient al sarcinii de vârf (plafonarea sarcinii de vârf) asigură o disponibilitate ridicată la costuri acceptabile. În acest fel, necesarul mare de energie – de exemplu, în contextul unei utilizări ridicate a capacității de producție sau al unui necesar sezonier semnificativ de încălzire sau răcire – poate fi satisfăcut la prețuri economice pentru kWh. Prin urmare, ar trebui să se achiziționeze energie electrică atunci când este previzibil că energia autogenerată nu va fi suficientă și că energia convențională este disponibilă la prețuri avantajoase. Aceasta este o decuplare temporală a cererii și a ofertei.

O astfel de decuplare temporală poate fi aplicată, de asemenea, generatoarelor de energie regenerabilă – de exemplu, turbinele eoliene și sistemele fotovoltaice. Combinația cu un acumulator creează o oportunitate de a consuma surplusul de energie acumulat în timpul zilei, pe timp de noapte. De asemenea, turbinele EEG (legislația privind energia regenerabilă) pot rămâne conectate la rețea dacă energia pe care o produc nu este necesară. La rândul său, statul economisește costurile pentru plata compensațiilor. În anul 2022, guvernul federal a plătit în jur de 800 de milioane de euro drept compensații pentru turbinele EEG care au trebuit să fie scoase din rețea din cauza rețelelor supraîncărcate sau a lipsei de consum de energie. Acest lucru se poate întâmpla în zilele cu vânt și soare, când nu este nevoie de încălzire sau răcire. În implementarea efectivă, combinația dintre parcul eolian/solar și sistemul de stocare are loc în cel mai bun caz la punctul comun de conectare la rețea. Se formează o unitate de rezervă care, datorită capacității sale de stocare a energiei, poate furniza reglare primară. Acest lucru înseamnă că parcurile eoliene mai vechi pot participa, de asemenea, la piața de reglare primară.

Digitalizarea inteligentă a substațiilor locale

Dacă interacțiunile energetice din cadrul unei fabrici autonome funcționează, devine totuși clar că un microcosmos nu poate fi separat de un macrocosmos supraordonat. Acest lucru se datorează faptului că sectoarele mici și mari sunt strâns legate între ele. Dacă se dorește garantarea alimentării cu energie a unei companii producătoare, trebuie să se țină seama și de cerințele numeroșilor participanți la rețeaua descentralizată. Extinderea energiilor regenerabile reprezintă o provocare tot mai mare pentru rețelele electrice și, în special, pentru substațiile locale. După cum s-a menționat deja, instalațiile de producție descentralizate – cum ar fi turbinele eoliene sau parcurile solare – funcționează neregulat și, prin urmare, solicită rețelele de înaltă și medie tensiune cu sarcini de producție fluctuante. Prin urmare, rețeaua trebuie să devină mai inteligentă și să recunoască din timp punctele critice ale rețelei.

Phoenix Contact oferă soluții și în acest domeniu pentru a digitaliza în mod inteligent substațiile locale, asigurând astfel transparența și o imagine de ansamblu a tuturor stațiilor de la distanță. Valorile măsurate înregistrate sunt utilizate pentru a regla automat nivelurile de tensiune, astfel încât fluctuațiile rețelei să fie eliminate și defecțiunile să fie remediate mai rapid. Echilibrarea automată a fluctuațiilor de tensiune asigură o alimentare eficientă cu energie atât pentru industria producătoare, cât și pentru populație.

Potențialul interconectării sectoarelor pe drumul către All Electric Society este reprezentat în câteva exemple. De asemenea, este clar că interdependențele complexe pot fi abordate doar prin continuarea digitalizării și utilizarea specifică a tehnologiei senzorilor pentru înregistrarea datelor de măsurare. În cadrul producției, evenimentele externe trebuie să fie integrate în automatizare. Printre acestea se numără, de exemplu, informații din controlul producției, date economice de pe piața energiei sau utilizarea preconizată a clădirilor și a utilajelor. Aceste date provin direct din sistemul de management al clădirii Emalytics. Cadrul IIoT stă la baza soluției. După normalizare, punctele de informații înregistrate sunt disponibile pentru întreaga rețea sub forma unei baze de date bazate pe server – indiferent cine accesează sau este conectat la rețea. Prin urmare, poate fi atât un utilaj, cât și un sistem fotovoltaic, o pompă sau un sistem de ventilație. Emalytics contribuie astfel la optimizarea rețelei pe termen lung.

Concluzie

Tehnologia clasică pentru clădiri din ultimele decenii poate face mult mai mult astăzi, în special când vine vorba de interconectarea sectoarelor. Cu Emalytics, Phoenix Contact se bazează pe o soluție care permite cuplarea diferitelor domenii de utilizare – stațiile de încărcare cu managementul energiei, ventilația și iluminatul cu Facility Management sau acumulatorul cu producția. Avantajul acestei cuplări este optimizarea din punct de vedere al eficienței energetice a unor clădiri întregi sau chiar locații întregi. Îmbunătățirile în acest caz variază de la utilizarea în domeniul privat a energiei solare, la economii generale de energie și la mentenanța predictivă, precum și la managementul sarcinii de vârf.